磷酸根调控的FeCoNi（氢）氧化物电催化水氧化反应

发布时间：2021-03-28 03:57

　　人工光合作用的目的就是将太阳能转化为易储存的化学能,而太阳能分解水制氢是目前人类解决日趋严峻的能源危机和环境危机的有效途径。由于水分解中的半反应水氧化反应涉及到4个电子和4个质子的转移过程,不仅是一个动力学复杂的过程,而且还是一个困难的热力学过程。目前来看,水氧化半反应仍然是限制水分解制氢应用的主要因素。因此,高效稳定的水氧化催化剂的开发变得尤为重要。考虑到工业化、规模化的投入使用,合格的催化剂还应具备廉价易得、制备简单和可重复使用等特点。本论文采用了一种简单并且新颖的制备方式,即用磷酸对泡沫镍基底进行酸处理,处理之后在基底表面形成了一层致密的磷酸镍层。首先我们在碱性条件下,利用水热法在负载磷酸镍层的泡沫镍基底上制备得到FeCoNi三金属材料,并进行了形貌和成分的表征。随后的电化学测试发现,在1 mol/L的氢氧化钾溶液中,该三金属材料电催化水氧化电流密度达到10 mA/cm²仅需要228 mV的过电位,塔菲尔斜率仅需46.5 mV/dec,与常规的泡沫镍基底直接水热沉积法得到的三金属材料相比,电催化水氧化效果得到了明显的提升。最后根据与对比样的有效电化学面积比较... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 综述
    1.1 光合作用
        1.1.1 自然界中的光合作用
        1.1.2 人工光合作用
    1.2 廉价过渡金属电催化水氧化催化剂的研究进展
        1.2.1 基于锰的催化剂
        1.2.2 基于铜的催化剂
        1.2.3 基于钴的催化剂
        1.2.4 基于镍的催化剂
        1.2.5 基于铁的催化剂
        1.2.6 基于多元混合金属的催化剂
    1.3 磷酸根在水氧化过程的作用
    1.4 本论文的选题背景和研究思路
2 磷酸根在碱性制备过程中对多元金属催化剂的影响
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要原料以及仪器
    2.3 结果与讨论
    2.4 催化剂形貌表征与组成分析
    2.5 本章小结
3 磷酸根在酸性制备过程中对多元金属催化剂的影响
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要原料及仪器
        3.2.2 催化剂的制备
        3.2.3 催化材料的表征
        3.2.4 催化剂的电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的制备活化与电化学性能测试
        3.3.2 催化剂形貌表征与组成分析
    3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3104838